(57)【要約】  アルミニウム又はアルミニウム合金からなる中心導体１と、中心導体１を被覆する銅からなり、長手方向に繊維状組織を有する被覆層２と、中心導体１と被覆層２と間に形成され、被覆層２よりも体積抵抗率が大きい金属間化合物層３とを備え、被覆層２の断面積が、中心導体１、金属間化合物層３及び被覆層２を合わせた全体の断面積に対して１５％以下である。
2011118634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる中心導体と、
前記中心導体を被覆する銅からなり、長手方向に繊維状組織を有する被覆層と、
前記中心導体と前記被覆層との間に形成され、前記被覆層よりも体積抵抗率が大きい金属間化合物層とを備え、
前記被覆層の断面積が、前記中心導体、前記金属間化合物層及び前記被覆層を合わせた全体の断面積に対して１５％以下であることを特徴とする高周波電線。
【請求項２】
前記金属間化合物が、前記中心導体から前記被覆層にかけて傾斜的に組成が変化するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波電線。
【請求項３】
前記金属間化合物層は、前記被覆層が被覆された前記中心導体を減面率がそれぞれ２０％以上の複数段のダイスを用いて伸線することにより形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波電線。
【請求項４】
前記金属間化合物層の厚さが１０ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波電線。
【請求項５】
前記金属間化合物層の体積抵抗率が１０μΩ−ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波電線。
【請求項６】
高周波電線を使用した高周波コイルであって、
前記高周波電線が、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる中心導体と、
前記中心導体を被覆する銅からなり、長手方向に繊維状組織を有する被覆層と、
前記中心導体と前記被覆層との間に形成され、前記被覆層よりも体積抵抗率が大きい金属間化合物層とを備え、
前記被覆層の断面積が、前記中心導体、前記金属間化合物層及び前記被覆層を合わせた全体の断面積に対して１５％以下であることを特徴とする高周波コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波電線及び高周波コイルに関し、特に各種高周波機器の巻線、リッツ線及びケーブル等に利用される高周波電線及び高周波コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波電流を通電する機器（変圧器、モータ、リアクトル、誘導加熱装置及び磁気ヘッド装置等）の巻線及び給電ケーブルにおいては、その高周波電流により発生した磁界によって導体内に渦電流損が生じ、その結果として交流抵抗が増大（表皮効果及び近接効果が増大）することとなって発熱及び消費電力増大を引き起こす。表皮効果及び近接効果の増大を抑止する対策として、一般的には線の細径化と各素線を絶縁被覆したリッツ線の採用で図られている（例えば、特許文献１〜５参照。）。【０００３】
しかしながら、先行技術手段では、接続のためのハンダ処理において絶縁皮膜の除去作業が困難であり且つ素線本数が増えるために細径化には限度があることと、表皮効果よりも近接効果が圧倒的に支配的な線径においては効果的な抑止対策が見出されていなく、細径化対策により得られる特性には限界があることが常識化されている。なお、特許文献１〜５に対策例が示されているが、いずれもアイデア的なものであり具体性に乏しく、有効な対策とは言えない。【０００４】
また、特許文献２では、中心導体及び外側導体からなる複合導体を複数本撚りあわせ、熱処理を行い再結晶化させた高周波電線を製造しているが、この電線では近接効果を十分抑制することが困難であり、また製造時に損傷や変形をしやすく、コイルとしての特性を十分安定させることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２９５５０号公報
【特許文献２】特開昭６２−７６２１６号公報
【特許文献３】特開２００５−１０８６５４号公報
【特許文献４】国際公開２００６／０４６３５８号
【特許文献５】特開２００２−１５０６３３号公報
【発明の概要】
【０００６】
上記問題点を鑑み、本発明の目的は、交流抵抗を抑制することができ、発熱及び消費電力を抑制することが可能な高周波電線及び高周波コイルを提供することである。
【０００７】
本発明の一態様によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる中心導体と、中心導体を被覆する銅からなり、長手方向に繊維状組織を有する被覆層と、中心導体と被覆層との間に形成され、被覆層よりも体積抵抗率が大きい金属間化合物層とを備え、被覆層の断面積が、中心導体、金属間化合物層及び被覆層を合わせた全体の断面積に対して１５％以下である高周波電線が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、高周波電線を使用した高周波コイルであって、高周波電線が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる中心導体と、中心導体を被覆する銅からなり、長手方向に繊維状組織を有する被覆層と、中心導体と被覆層との間に形成され、被覆層よりも体積抵抗率が大きい金属間化合物層とを備え、被覆層の断面積が、中心導体、金属間化合物層及び被覆層を合わせた全体の断面積に対して１５％以下である高周波コイルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る高周波電線の一例を示す断面図である。
【図２】比較例に係る銅線を示す断面図である。
【図３】比較例に係る銅被覆アルミニウム線を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る表皮効果を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る近接効果を説明するための模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る表皮効果深さと周波数の関係（電線単体の単線モデルでの理論値）を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る銅線とアルミニウム線について表皮効果と周波数の関係（電線単体の単線モデルでの理論値）を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態に係る銅線とアルミニウム線について近接効果と周波数の関係（電線単体の単線モデルでの理論値）を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係る集合導体を鉄心コアに巻いた変圧器モデルにおける磁心の電流による磁束と漏れ磁束の模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る高周波変圧器例の特性（理論値）を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る渦電流のセグメントモデルとその等価回路である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る高周波電線と比較例に係る高周波電線の構造及び特性（実測値）を表す表である。
【図１３】図１３（ａ）は、ＳＣＲ方式で製造されたタフピッチ銅（ＴＰＣ）の加工組織の断面を表す光学顕微鏡の写真である。図１３（ｂ）は、ディップフォーミング方式で製造された銅線の加工組織の断面を表す光学顕微鏡の写真である。
【図１４】図１４（ａ）は、ＳＣＲ方式で製造されたタフピッチ銅（ＴＰＣ）の再結晶組織の断面を表す光学顕微鏡の写真である。図１４（ｂ）は、ディップフォーミング方式で製造された銅線の再結晶組織の断面を表す光学顕微鏡の写真である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る伸線ダイスの一例を示す模式図である。
【図１６】伸線時のせん断応力の区分を示す模式図である。
【図１７】図１７（ａ）は、本発明の実施の形態に係る伸線時応力分布解析結果を示す模式図（その１）である。図１７（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る伸線時応力分布解析結果を示す模式図（その２）である。図１７（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る伸線時応力分布解析結果を示す模式図（その３）である。
【図１８】本発明の実施例１に係る被覆層と中心導体との界面の透過型電子顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図１９】図１９（ａ）は、本発明の実施例１に係るエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ）結果を示すグラフ（その１）である。図１９（ｂ）は、本発明の実施例１に係るＥＤＳ分析結果を示すグラフ（その２）である。図１９（ｃ）は、本発明の実施例１に係るＥＤＳ分析結果を示すグラフ（その３）である。図１９（ｄ）は、本発明の実施例１に係るＥＤＳ分析結果を示すグラフ（その４）である。
【図２０】図２０（ａ）は、本発明の実施例２に係るリアクトルの上面図である。図２０（ｂ）は、本発明の実施例２に係るリアクトルの側面図である。図２０（ｃ）は、本発明の実施例２に係るリアクトルの他の側面図である。
【図２１】本発明の実施例２に係るリアクトルの特性（実測値）を示す表である。
【図２２】本発明の実施例３に係るリアクトルの特性（実測値）を示すグラフである。
【図２３】本発明の実施例３に係るリアクトルの特性（実測値）を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１１】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
（高周波電線の構造）
本発明の実施の形態に係る高周波電線は、図１に示すように、アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金からなる中心導体１と、中心導体１を被覆する銅（Ｃｕ）からなる被覆層２と、中心導体１と被覆層２と間に、中心導体１から被覆層２にかけて傾斜的に組成が変化するように形成され、被覆層２よりも体積抵抗率が大きい金属間化合物層（合金層）３とを備える。
【００１３】
被覆層２の断面積は、中心導体１、金属間化合物層３及び被覆層２を合わせた高周波電線全体の断面積に対して１５％以下であり、３％〜１５％程度が望ましく、より望ましくは３％〜１０％程度、更に望ましくは３％〜５％程度である。被覆層２の高周波電線全体に対する断面積の比が小さいほど、高周波抵抗を低減することができる。高周波電線全体の直径は、０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度が望ましい。
【００１４】
中心導体１としては、例えば電気用アルミニウム（ＥＣアルミニウム）又はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳ６０００番台）のアルミニウム合金が使用可能であるが、アルミニウム合金の方がＥＣアルミニウムよりも体積抵抗率が大きいためにより望ましい。
【００１５】
金属間化合物層３は、高周波電線の伸線工程において減面率がそれぞれ２０％以上の複数段に組み合わせたダイスを用いて、被覆層２が被覆された中心導体１を伸線することにより生成される。金属間化合物層３の厚さは１０ｎｍ〜１μｍ程度である。金属間化合物層３は、例えばＣｕ９Ａｌ４及びＣｕＡｌ２等を含む。金属間化合物層３の体積抵抗率は被覆層２の体積抵抗率よりも大きく、例えば１０μΩ−ｃｍ〜４０μΩ−ｃｍ程度である。
【００１６】
通常、変圧器又はリアクトル等の巻線には、図２に示すような銅線１００をポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド又はポリイミド等で絶縁被覆したものが用いられる。同軸ケーブルにおいては高周波電流信号であるために表皮効果特性を勘案し、例えば図３に示すようなアルミニウム線１０１の外側に銅層１０２を薄肉で被覆した銅被覆アルミニウム線（以下、「ＣＣＡ線」という。）が用いられる。
【００１７】
近年では、高周波変圧器、高速モータ、リアクトル、誘電加熱装置、磁気ヘッド装置及び非接触給電装置等の数ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度の高周波電流を通電する機器の用途拡大が進み、そのような機器で使用される高周波電線においては、交流損失低減の目的で巻線の細径化又はリッツ線が一般的に使われている。しかしながら、接続のためのハンダ処理において絶縁皮膜の除去作業を困難にすることと、且つ素線本数が増えるために、細径化には限度がある。これに対して、本発明の実施の形態に係る高周波電線によれば、リッツ線にしなくとも、交流抵抗の増大を抑止するための細径化電線に更なる抑止効果を付与するものである。
【００１８】
図４に示すように、導体において、内部磁束によって導体内に渦電流が流れ、表皮効果として交流抵抗を増大させる。また、図５に示すように、導体において、外部磁束により導体内に渦電流が流れ、近接効果として交流抵抗を増大させる。
【００１９】
図６は、電線単体の単線モデルにおける周波数と表皮効果深さ（ｓｋｉｎ  ｄｅｐｔｈ）との関係を示す。表皮効果深さとは、電流密度が表面の１／ｅ（約０．３７）となる電線表面からの深さを意味する。図６から、適用周波数が１００ｋＨｚ程度以下の場合、素線径が０．５ｍｍ（約０．２５ｍｍの表皮効果深さの２倍相当）においては表皮効果の影響は小さいことが分かる。
【００２０】
図７及び図８は、直径０．４ｍｍの電線単体の単線モデルでの表皮効果及び近接効果による交流抵抗一周波数特性を交流抵抗Ｒａｃと直流抵抗Ｒｄｃとの比（Ｒａｃ／Ｒｄｃ）でそれぞれ示す。図８においては、外部磁場Ｈを３７．８Ａ／ｍｍとした。図７の表皮効果による場合において、図８の近接効果による場合と比較してＲａｃ／Ｒｄｃの増大傾向は僅かである。一方、図８の近接効果の場合では周波数が高くなるとＲａｃ／Ｒｄｃが著しく増大する。この増大傾向は外部磁場の強さに依存する。即ち、細径化巻線での高周波電流による交流損失は近接効果が支配的である。また、ここでの理論計算結果から、銅線よりもアルミニウム線の方が小さな近接効果特性を有することが分かる。近接効果対策としては、導体の線径を可能な範囲で小さくする以外、導体の体積抵抗率を大きくする手法が有効であることが明らかとなったが、大きくするにも限度があり、一般に使用されている導体材料から選択することが望ましい。汎用導体材料である銅とアルミニウムを比較した場合、導電率が銅の約６１％であるアルミニウムの方が優れた近接効果低減特性を有する。一方、アルミニウムの場合には表面が酸化皮膜で覆われており、特に近接効果対策の観点による細い線ではその除去が極めて困難である。従って、アルミニウム線の外側に銅を薄肉で被せたＣＣＡ線に着目した。
【００２１】
一方、ＣＣＡ線の場合には、銅の体積抵抗率がアルミニウムよりも小さいために、外部磁界によって発生した渦電流が銅側に集められて線の長手方向に流れやすく、銅よりも近接効果の小さいアルミニウムを中心導体に適用したとしてもその本来の特性が損なわれる。
【００２２】
高周波電力機器の実例として、図９に高周波変圧器モデルを示す。高周波変圧器モデルは、磁心１０と、磁心１０の周りを捲回する第１の巻き線１１及び第２の巻き線１２を備える。隣接する第１及び第２の巻線１１，１２を流れる電流による磁束のみならず、磁心１０からの漏れ磁束が第１及び第２の巻線１１，１２に流入するため、それらの外部磁束による渦電流損が発生することになる。このため、高周波変圧器モデルでは、電線単体の単線モデルに比べて交流抵抗の増大は大きい。
【００２３】
図１０に、図９に示した高周波変圧器モデルの交流抵抗一周波数特性の理論計算値をＲａｃ／Ｒｄｃで示す。この実際モデルの場合にもアルミニウム線の方が銅線よりも交流抵抗が大きく低減されることが分かる。上述のアルミニウム線の優位性は、アルミニウムの体積抵抗率が銅よりも大きいことによるものである。反面、アルミニウム線はハンダ付け性に困難さがある。このため、実用的にはアルミニウムの欠点を補うことのできるＣＣＡ線が適するとも考えられるが、銅層を外側に設けたことで渦電流が銅層を流れ、かえってアルミニウム線本来の特性が損なわれる。
【００２４】
これに対して、本発明の実施の形態に係る高周波電線によれば、図１に示すように、被覆層２よりも体積抵抗率が高い金属間化合物層３により、図１１に示すように、中心導体１から被覆層２に向かって流れ込む渦電流を抑制することができ、表皮効果及び近接効果を抑制することができる。更に、中心導体１と被覆層２との界面に金属間化合物層３が生成されたことで、等価的に被覆層２の厚さを減じた線径になったことにより近接効果を低減することができる。よって、撚線（リッツ線）にしなくても交流抵抗を抑制することができ、発熱及び消費電力を抑制することが可能となる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態に係る高周波電線と、比較例として、再結晶温度以上で熱処理を行い再結晶化した高周波電線を対比して説明する。本発明の実施の形態に係る高周波電線は、複数段に組み合わせたダイスを用いて、被覆層２が被覆された中心導体１を伸線することにより生成されるため、図１２に模式的に示すように、中心導体１及び被覆層２は加工組織となり、長手方向に繊維状組織を有する。ここで、加工組織とは、冷間加工を受けた組織である。冷間加工とは、再結晶温度以下で行う加工を意味する。また、繊維状組織とは、伸線加工によって結晶粒が伸線方向に引き伸ばされた組織を意味する。このような加工組織の例として、図１３（ａ）にＳＣＲ（Southwire Continuous Rod）方式で製造された直径０．９ｍｍのタフピッチ銅（ＴＰＣ）の加工組織の断面を表し、図１３（ｂ）にディップフォーミング方式で製造された直径０．９ｍｍの無酸素銅（ＯＦＣ）の加工組織の断面を表す。
【００２６】
一方、比較例に係る高周波電線は、図１２に模式的に示すように、再結晶温度以上で熱処理を行い再結晶化した再結晶組織を有する。ここで、再結晶組織とは、冷間加工によってひずみを生じた結晶粒が、再結晶によってひずみのない結晶に置き換わった組織を意味する。再結晶組織の例として、図１４（ａ）にＳＣＲ方式で製造された直径０．９ｍｍのタフピッチ銅（ＴＰＣ）の再結晶組織の断面を表し、図１４（ｂ）にディップフォーミング方式で製造された直径０．９ｍｍの無酸素銅（ＯＦＣ）の再結晶組織の断面を表す。
【００２７】
また、図１２に示すように、本発明の実施の形態に係る高周波電線は、比較例に係る高周波電線に比して固有抵抗値が高いため、近接効果をより抑制することができる。更に、本発明の実施の形態に係る高周波電線は、比較例に係る高周波電線に比してビッカース硬度が高いので、製造時に傷や変形がしにくく、コイルとしての特性がより安定する。
【００２８】
（高周波電線の製造方法）
次に、本発明の実施の形態に係る高周波電線の製造方法を説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり特に限定されるものではない。本発明の実施の形態に係る高周波電線は種々の製造方法により製造することが可能である。
【００２９】
（イ）直径９．５ｍｍ〜１２．０ｍｍ程度のアルミニウム又はアルミニウム合金からなる中心導体１を用意する。中心導体１の表面に、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の厚さの銅テープを縦添え方式で添わせながらＴＩＧ溶接又はプラズマ溶接等を行うことにより、中心導体１の表面に被覆層２を被覆する。次に、被覆層２が被覆された中心導体１をスキンパスで直径９．３ｍｍ〜１２．３ｍｍ程度に成形することにより、被覆層２が被覆された中心導体１からなる母材を作製する。
【００３０】
（ロ）次に、母材を、２５〜２６パス程度の複数段の伸線ダイスを通すことにより伸線する。図１５に示すように、伸線ダイス２０は、エントランス部２１、アプローチ部２２、リダクション部２３、ベアリング部２４及びバックリリーフ部２５を備える。母材４は、リダクション部２３において伸線前の直径ｄ１より小さい直径ｄ２に加工される。本発明の実施の形態においては、各伸線ダイスにおいて図１５に示すリダクション角度αを８°（全角２α＝１６°）程度、１パス（伸線ダイス）当たりの減面率を２０％程度以上、望ましくは２０％〜２９％程度とする。伸線ダイスの減面率を２０％程度以上、望ましくは２０％〜２９％程度とすることで、同一方向の大きなせん断応力を持続して発生させることができる。このせん断発熱により、中心導体１と被覆層２との界面に、中心導体１の材料と被覆層２の材料とからなる金属間化合物層３が形成される。複数段の伸線ダイスを経ることにより、最終的に高周波電線の直径を０．６ｍｍ程度以下とする。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る高周波電線の製造方法によれば、伸線工程において複数段に組み合わせたダイスの減面率を２０％以上にすることにより、伸線後に熱処理をすることなく中心導体１と被覆層２との間に金属間化合物層３を形成し、図１に示した高周波電線を製造可能となる。
【００３２】
図１６及び図１７（ａ）〜図１７（ｃ）に伸線時の縦断面応力分布の有限要素法（ＦＥＭ）解析結果を示す。図１６示したせん断応力の区分にしたがい、図１７（ａ）〜図１７（ｃ）に伸線ダイスの減面率が５％、１０％及び２０％の場合の伸線時の縦断面応力分布が示されている。図１７（ａ）〜図１７（ｃ）から、伸線ダイスの減面率が２０％の場合、伸線ダイスの減面率が５％及び１０％の場合に比較して、大きなせん断応力が発生することが分かる。本発明の実施の形態では、減面率が２０％以上の複数の伸線ダイスを用いて徐々に伸線し、比較的大きなせん断発熱を連続的且つ周期的に発生させることで、中心導体１と被覆層２との間に傾斜的に組成が変化するように金属間化合物層３を良好な結合状態で生成することができる。
【００３３】
（実施例１）
本発明の実施例１として、減面率がそれぞれ２０％以上の複数の伸線ダイスを用いて、図１に示すように中心導体１と被覆層２の間に金属間化合物層３が形成され、被覆層２の断面積が高周波電線全体の断面積の５％である高周波電線（以下、「５％ＣＣＡ線」という。）を作製した。まず、直径９．５ｍｍのアルミニウムからなる中心導体１の上に０．１５ｍｍ厚の銅テープを縦添え方式で添わせながらＴＩＧ溶接し、スキンパスで直径９．２５ｍｍに成形し、母材を作製した。この母材を、複数段（２６パス）の伸線ダイスを通し、直径９．２５ｍｍから直径０．４ｍｍに引き落とした。伸線ダイスのリダクション角度αは一律８°（全角２α＝１６°）とし、第１パス〜第３パスの減面率を２９％〜２４％、第４パス〜第１０パスの減面率を２３％〜２１％、第１１パス〜第２６パスの減面率を２１％〜２０％とした。
【００３４】
本発明の実施例１に係る５％ＣＣＡ線について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて銅／アルミ界面を観察した。ＴＥＭ観察により、第１４パス後の１．６ｍｍ径において１０ｎｍ以上の厚さの良好な結合状態の金属間化合物が生成されていることを確認した。第２６パス後の０．４ｍｍ径においても同様に１０ｎｍ以上の厚さの金属間化合物を確認した。
【００３５】
図１８に５％ＣＣＡ線のＴＥＭ写真を示す。図１８において、黒色部分が銅、白色部分がアルミニウム、灰色部分が金属間化合物層を示す。図１８から、中心導体１から被覆層２にかけて傾斜的に組成が変化するように金属間化合物層３が良好な結合状態で生成されていることが分かる。図１８に示した中心導体１の点Ｐ１、金属間化合物層３の中心導体側の点Ｐ２、被覆層２の点Ｐ３、金属間化合物層３の被覆層２側のＰ４についてエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ）による点分析結果を図１９（ａ）〜図１９（ｄ）にそれぞれ示す。図１９（ｂ）に示すように、金属間化合物層３の中心導体１側ではアルミニウム原子がリッチであり、図１９（ｄ）に示すように、金属間化合物層３の被覆層２側では銅原子がリッチであることが確認された。図１９（ａ）〜図１９（ｄ）から、中心導体１から被覆層２にかけて金属間化合物層３を構成する金属材料が傾斜的に分布していることが分かる。また、金属間化合物層３の組成として、Ｃｕ９Ａｌ４及びＣｕＡｌ２が主体であり、Ｃｕ９Ａｌ４及びＣｕＡｌ２の固有抵抗は、薄平状において約１０μΩ−ｃｍ以上である。銅の固有抵抗は１．７２４μΩ−ｃｍであるため、金属間化合物層の固有抵抗は銅の５倍以上であり十分大きな値といえる。
【００３６】
（実施例２）
本発明の実施例２として、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に示すように、０．４ｍｍに線引きした５％ＣＣＡ線にポリウレタンを被覆した巻線（以下、「５％ＣＣＡ巻線」という。）を作製し、磁心３２と、磁心３２の周りに配置された５％ＣＣＡ巻線３１を備えるリアクトルを作製した。５％ＣＣＡ巻線３１は１４本用い、その巻数を８０ターンとした。また、比較例としてアルミニウム巻線及び銅巻線を用いてリアクトルをそれぞれ作製した。作製した各リアクトルを用いて直流抵抗及び交流抵抗を測定した。
【００３７】
図２１に、本発明の実施例２に係る５％ＣＣＡ巻線を、アルミニウム巻線及び銅巻線と比較した特性を示す。インダクタンスを略同一に合わせたリアクトルにおいて、５％ＣＣＡ巻線を銅巻線と対比すると、直流抵抗が１．５７倍であるにもかかわらず、交流抵抗は約半分に低減されることが分かる。
【００３８】
（実施例３）
本発明の実施例３として、本発明の第２の実施例と同様の５％ＣＣＡ巻線を用いたリアクトルの他に、図１に示した被覆層２の断面積が電線全体の断面積の１５％である高周波電線の巻線（以下、「１５％ＣＣＡ巻線」という。）、被覆層２の断面積が電線全体の断面積の１０％である高周波電線の巻線（以下、「１０％ＣＣＡ巻線」という。）、中心導体１としてアルミニウム合金（ＪＩＳ６０６３合金）を使用し、被覆層２の断面積が電線全体の断面積の５％である高周波電線の巻線（以下、「合金アルミ５％ＣＣＡ巻線」という。）を用いたリアクトルを、５％ＣＣＡ巻線を用いたリアクトルと同じ条件でそれぞれ作製した。
【００３９】
図２２及び図２３には、本発明の実施例３に係る１５％ＣＣＡ巻線、１０％ＣＣＡ巻線、５％ＣＣＡ巻線、合金アルミ５％ＣＣＡ巻線と、比較例に係る銅巻線及びアルミニウム巻線のそれぞれについての交流抵抗一周波数特性を示す。図２２及び図２３から、１５％ＣＣＡ巻線、１０％ＣＣＡ巻線、５％ＣＣＡ巻線では、銅巻線と比較して交流抵抗が大きく低減されることが分かる。更に、合金アルミ５％ＣＣＡ巻線では、銅巻線及びアルミニウム巻線と比較して交流抵抗が大きく低減されていることが分かる。
【００４０】
また、１５％ＣＣＡ巻線、１０％ＣＣＡ巻線、５％ＣＣＡ巻線の特性値から、図１に示した被覆層２の断面積比が小さいほど交流抵抗が小さいことが分かる。これは、渦電流を抑制した効果に加え、金属間化合物層３が生成されたことで、等価的に被覆層２の厚さを減じた線径になったことによる近接効果低減と判明した。理論的には、近接効果は線径の４乗に比例するとして知られている。
【００４１】
（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４２】
本発明の実施の形態に係る高周波電線として素線（単線）を説明したが、この素線を複数本束ねた集合線や、複数本撚り合わせたリッツ線として使用することも可能であり、集合線やリッツ線の場合にも更に有効に交流抵抗を抑制することができる。
【００４３】
更に、本発明の実施の形態に係る高周波電線は、高周波変圧器、モータ、リアクトル、チョークコイル、誘導加熱装置、磁気ヘッド、高周波給電ケーブル、ＤＣ電源ユニット、スイッチング電源、ＡＣアダプタ、渦電流検出方式等の変位センサ・探傷センサ、ＩＨクッキングヒータ、コイル若しくは給電ケーブル等の非接触給電装置又は高周波電流発生装置等の種々の装置に適用可能である。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態に係る高周波電線をコイルにする場合やリッツ線として使用する場合等、高周波電線を変形させる際には、加工組織（長手方向の繊維状組織）を維持するために熱処理を行わずに変形させる。また、柔軟性を向上させるために再結晶温度以上の温度で熱処理をしても良い。ただし、その場合には加工組織は失われる。また、中心導体１及び被覆層２のそれぞれの抵抗値をより高くするために再結晶温度より低い温度で熱処理を行っても良い。熱処理を行う場合は、熱処理を行いながら高周波電線を変形させても良く、高周波電線を変形させた後に熱処理を行っても良い。また、熱処理は高周波電線全体に対して行っても良く、局所的に行っても良い。
【００４５】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の高周波電線及び高周波コイルは、高周波変圧器、モータ、リアクトル、チョークコイル、誘導加熱装置、磁気ヘッド、高周波給電ケーブル、ＤＣ電源ユニット、スイッチング電源、ＡＣアダプタ、渦電流検出方式等の変位センサ・探傷センサ、ＩＨクッキングヒータ、コイル若しくは給電ケーブル等の非接触給電装置又は高周波電流発生装置等の種々の装置の製造業を含む電子機器産業に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月5日(2011.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
なお、本発明の実施の形態に係る高周波電線をコイルにする場合やリッツ線として使用する場合等、高周波電線を変形させる際には、加工組織（長手方向の繊維状組織）を維持するために熱処理を行わずに変形させる。また、中心導体１及び被覆層２のそれぞれの抵抗値をより高くするために再結晶温度より低い温度で熱処理を行っても良い。熱処理を行う場合は、熱処理を行いながら高周波電線を変形させても良く、高周波電線を変形させた後に熱処理を行っても良い。また、熱処理は高周波電線全体に対して行っても良く、局所的に行っても良い。
【国際調査報告】
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